Universitat Internacional de Catalunya
Biologia del Desenvolupament
Altres llengües d'impartició: català, anglès
Professorat
Els dubtes es resoldran abans o després de classe. També es pot contactar la professora per correu electrònic: ltaberner@uic.es
Presentació
En aquesta assignatura s’estudiaran les bases moleculars del desenvolupament embrionari dels organismes vertebrats. S’analitzaran els processos del desenvolupament en diferents espècies d’animals amb l’objectiu de familiaritzar l’alumnat amb els models experimentals i les teories actuals sobre la generació dels eixos embrionaris, els patrons espaciotemporals, la inducció, la neurogènesi i l’organogènesi, així com la biologia de les cèl·lules mare i la regeneració dels teixits.
Requisits previs
Coneixements bàsics sobre bioquímica, genètica, biologia cel·lular i biologia molecular.
Objectius
- Conèixer els processos bàsics del desenvolupament embrionari dels models animals més coneguts.
- Comprendre els processos bàsics de la fecundació, la segmentació i la gastrulació en els organismes vertebrats.
- Entendre l’establiment dels eixos corporals dels principals organismes model.
- Comprendre els mecanismes del desenvolupament del sistema nerviós: la inducció neural, la generació de neurones i l’establiment de les connexions sinàptiques.
- Comprendre els elements bàsics del desenvolupament dels òrgans.
- Comprendre la relació de la biologia del desenvolupament i les cèl·lules mare, el càncer i els processos de regeneració.
- Entendre la utilitat del coneixement de la biologia del desenvolupament en la millora de la salut humana.
Competències/Resultats d’aprenentatge de la titulació
- CB01 - Que els estudiants hagin demostrat que posseeixen i comprenen coneixements en una àrea d'estudi que parteix de la base de l'educació secundària general, i s’acostuma a trobar en un nivell que, si bé es recolza en llibres de text avançats, inclou també alguns aspectes que impliquen coneixements procedents de l'avantguarda del seu camp d'estudi.
- CB03 - Que els estudiants tinguin la capacitat de reunir i interpretar dades rellevants (normalment dins de la seva àrea d'estudi) per emetre judicis que incloguin una reflexió sobre temes rellevants d'índole social, científica o ètica.
- CB04 - Que els estudiants puguin transmetre informació, idees, problemes i solucions a un públic tant especialitzat com no especialitzat.
- CE01 - Tenir una visió integral de l'estructura i funció de la cèl·lula, així com la comunicació intracel·lular i extracel·lular i la seva regulació a través de les principals rutes de senyalització cel·lular, en l'individu adult i en desenvolupament.
- CG01 - Reconèixer els conceptes biològics bàsics i el llenguatge propi de les ciències biomèdiques en l'estat de salut.
- CG11 - Reconèixer conceptes bàsics de diferents àmbits vinculats a les ciències biomèdiques.
- CT01 - Desenvolupar la capacitat d'organització i planificació adequades al moment.
- CT02 - Desenvolupar la capacitat per a la resolució de problemes.
- CT03 - Desenvolupar la capacitat d'anàlisi i síntesi.
- CT04 - Interpretar resultats experimentals i identificar elements consistents i inconsistents.
- CT05 - Fer servir internet com a mitjà de comunicació i com a font d'informació.
- CT06 - Saber comunicar, fer presentacions i redactar treballs científics.
- CT07 - Ser capaç de treballar en equip.
- CT08 - Raonar i avaluar les situacions i resultats des d'un punt de vista crític i constructiu.
- CT09 - Tenir la capacitat de desenvolupar habilitats en les relacions interpersonals.
- CT10 - Ser capaç de dur a terme un aprenentatge autònom.
- CT11 - Aplicar els coneixements teòrics a la pràctica.
- CT12 - Aplicar el mètode científic.
- CT13 - Reconèixer els aspectes generals i específics relacionats amb el camp de la nutrició i envelliment.
- CT14 - Respectar els drets fonamentals d'igualtat entre homes i dones, i la promoció dels drets humans i els valors propis d'una cultura de pau i de valors democràtics.
Resultats d’aprenentatge de l’assignatura
En acabar el curs, l’alumnat:
- Coneix el desenvolupament embrionari i l’organogènesi dels aparells i els sistemes dels organismes vertebrats.
Continguts
Tema 1. Introducció a la Biologia del Desenvolupament. Biologia del desenvolupament: la convergència entre l’embriologia experimental i la genètica del desenvolupament
Tema 2. Conceptes clau i la fecundació. Processos bàsics: creixement, pattern formation i morfogènesi. Els gens del desenvolupament. Patrons bàsics del desenvolupament dels vertebrats. Fecundació, ovogènesi i espermatogènesi
Tema 3. Especificació axial de la Drosophila I i II. L’eix anteroposterior. “Efecte matern”, gradients proteics, informació posicional, mutacions. Cas bicoid. Polaritat dorsoventral: gen dorsal i mutació dorsal. Interacció cèl·lules fol·liculars i ovòcit. Senyal Dpp i patterning dorsoventral. Segmentació: gens gap i pair-rule. Parasegments. Gens segment polarity. Gens homeòtics: diversificació i identitat dels segments. El llenguatge combinatori
Tema 4. Especificació axial Xenopus, pollet i peix zebra. Desenvolupament de Xenopus laevis. Fecundació i rotació cortical. Estadis. Segmentació, blàstula i gastrulació. Fate map blàstula Xenopus. L’organitzador de Spemann. El patterning de l’ectoderm, mesoderm i endoderm. El desenvolupament del pollet i del peix zebra. Estadi. Segmentació, blàstula i gastrulació. El node i la línia primitiva. Transicions EM i ME. Epibòlia. El fate map de la bàstula de pollet i del peix zebra
Tema 5. Desenvolupament dels mamífers. L’embrió del ratolí i l’humà. Estadis embrionaris i temps de desenvolupament. Segmentació i blàstula: embrió bilaminar. Fate map de la blàstula del ratolí. El desenvolupament de l’embrió humà. Segmentació i blàstula: embrió trilaminar. Gastrulació: el node i la línia primitiva. Especificació axial en mamífers. Homòlegs de l’organitzador de Spemann en els amniotes. Eix anteroposterior. Eix esquerra-dreta. Node
Tema 6. Neurogènesi I i II. Inducció neural. Mecanismes de neurulació: la placa neural. Especificació anteroposterior i dorsoventral del tub nerviós. Gens Hox dels vertebrats. El tub neural, formació del cervell i vesícules cerebrals. Tipus cel·lulars i capes del cervell. Especificació neuronal i innervació. Gens proneurals dels vertebrats. Especificació de la identitat neuronal
Tema 7. Neurogènesi III, cresta neural i placodes. Selecció de rutes d’innervació i dianes neuronals. Factors neurotròfics. Plasticitat sinàptica. Desenvolupament segons activitat. Derivats de la cresta neural, rutes de migració. Pluripotència, restricció i diferenciació. Placodes sensorials
Tema 8. Organogènesi I: els somites. Estructura i desenvolupament dels somites. El model clock and wavefront de formació de somites. Notocorda i mesoderm paraxial. Diferenciació i regionalització dels somites: dermomiòtom i escleròtom. El sistema musculoesquelètic. Miogènesi i la família MyoD. Osteogènesi
Tema 9. Organogènesi II: el desenvolupament de les extremitats. Determinació del camp morfogenètic de les extremitats. La cresta apical. Generació eix pròximo-distal: RA, FGF i gens Hox. Eix anteroposterior: ZPA i Shh. Eix dorsoventral: Wnt
Tema 10. Evodevo. Biologia evolutiva del desenvolupament. Pont d’unió entre la biologia del desenvolupament, l’evolució i l’ecologia. Variació morfològica, la flexibilitat dels enhancers, i gens codificants per proteïnes.
Metodologia i activitats formatives
Modalitat totalment presencial a l'aula
Classes magistrals: exposició durant 50 minuts d’un tema teòric a càrrec del professorat.
Casos clínics o mètodes del cas (MC): plantejament d’una situació real o imaginària. L’alumnat treballa les preguntes formulades en grups reduïts o en interacció activa amb el professorat i es discuteixen les respostes. El professorat hi intervé activament i, si cal, aporta nous coneixements.
Educació virtual (EV): material en línia que l’alumnat pot consultar des de qualsevol ordinador, a qualsevol hora, i que contribuirà a l’autoaprenentatge de conceptes relacionats amb l’assignatura.
Sistemes i criteris d'avaluació
Modalitat totalment presencial a l'aula
1) Alumnes en primera convocatòria:
Resolució de mètodes del cas: 10%
Examen final: 90% (si s’han fet els MCs, sinó 100%)
2) Alumnes en segona o posterior convocatòria:
Examen extraordinari: 100%
Punts generals que cal tenir en compte sobre el sistema d’avaluació:
1) A l’examen final s’haurà d’obtenir un 5 de nota mínima per poder fer mitjana amb les notes d’avaluació contínua (mètodes del cas i actitud).
2) Els exàmens seran de tipus test amb cinc opcions de resposta, on comptarà +1 els encerts i -0,2 els errors, i també hi haurà preguntes d’assaig.
3) Un 10% de las preguntes dels exàmens podrien ser de conceptes que no apareguin a les presentacions, però sí que s’hagin explicat l’aula o que estiguin presents en la bibliografia recomanada així com en articles discutits, premsa o material virtual recomanat.
4) Per participació a classe s’entén l’aportació d’idees interessants o el plantejament de qüestions pertinents que ajuden a millorar la qualitat de la sessió, ja sigui lliçó magistral o mètodes del cas.
5) Assistència a classe:
- Es recomana l’assistència regular a les classes de teoria i mètodes del cas.
- L’assistència a les classes magistrals no és obligatòria, però els assistents s’hauran de regir per les normes que indica el professorat. S’anima l’alumnat a assistir a les classes o d’una altra forma s’entén que es prepararan la classe pel seu compte per poder seguir els mètodes del cas.
- L’assistència als mètodes del cas és recomanada. Per poder ser avaluat d’aquesta part de l’assignatura és obligatori assistir a un mínim de quatre sessions (de les cinc) i fer les activitats proposades a la sessió.
6) L’ús indegut d’aparells electrònics, com mòbils, tauletes o ordinadors portàtils, pot comportar l’expulsió de classe. Com a ús indegut s’entén l’enregistrament i la difusió tant de l’alumnat com del professorat durant les diferents lliçons, així com l’ús d’aquests aparells amb finalitats lúdiques i no educatives.
Bibliografia i recursos
GILBERT SCOTT, F. Developmental Biology. 8th-10th eds. Sinauer Massachusetts: Sinauer Associates, [www.devbio.com].
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK9983/?term=GILBERT%5BAll%20Fields%5D
WOLPERT, Lewis. Principles of development. 3rd-5th editions Oxford: Oxford University Press / Current Biology Ltd.
ALBERTS et al., Molecular Biology of the Cell 4th. ed., ch. 21. Garland Science. Companion website:
LANGMAN'S. Medical Embryology, 9th Ed. Lippincott Williams & Wilkins Ed., 2004. Embriología médica. Barcelona: Panamericana
Període d'avaluació
- E1 14/01/2025 A16 16:00h
- R1 28/01/2025 11:00h
- E2 18/06/2025 A09 16:00h